Demostrar que una fórmula lógica es equivalente a la contradicción si y solo si el conjunto que describe está vacío

Sea ψuna fórmula bien formada (wff) . Pruebalo

(ψ ≡ ⊥) ⇔ {x:ψ(x)}=Ø

es decir, la fórmula ψes una contradicción si y solo si el conjunto que describe no tiene miembros.

Nota Esta pregunta no se trata de entender por qué esto es cierto. La idea parece intuitivamente simple: si ψes una contradicción, entonces es falsa y ningún elemento xde la teoría de conjuntos puede satisfacerla. Es decir, ψ(x)es falso para cualquier x. Entonces el conjunto {x:ψ(x)}no tiene miembros, es decir, es igual al conjunto vacío Ø. La otra dirección tampoco es difícil de entender (si {x:ψ(x)}=Ø, entonces ningún conjunto xsatisface ψ, entonces ψ(x)debe ser falso para cualquier x, por lo que tiene sentido que ψsea una contradicción).

Mi pregunta es, ¿cómo podría uno probar esto formalmente (es decir, formalizar mi argumento no en términos de oraciones sueltas en inglés como las que he proporcionado, sino en lógica formal estricta?) Tenga en cuenta que mi conocimiento de la lógica y la estructura es muy limitado, aparte de la introducción. teoría de conjuntos y los axiomas ZFC. Pero estoy tratando de formalizar mi comprensión básica de la lógica de manera similar a cómo ZFC formalizó la teoría de conjuntos para mí. ¡Gracias por tu ayuda!

Por la forma en que está usando ψ, parece ser un predicado de 1 lugar, si es así, no puede ser una contradicción, solo una fórmula cerrada (por ejemplo, completamente cuantificada) puede ser eso. Entonces por "ψ es una contradicción" probablemente quiere decir que ∃xψ(x) es una contradicción, es decir, ψ(x) es falso para cualquier valor de x. Entonces la prueba formal dependerá de la forma precisa de la definición de conjunto vacío, una definición es Ø:={x:x≠x}. Pero por supuesto ψ(x) y x≠x tienen el mismo valor de verdad en cualquier x, entonces por el axioma de extensionalidad {x:ψ(x)}=Ø.

Respuestas (2)

Tenemos que recordar que:

un ∈ {x:ψ(x)} ⇔ ψ(a)

(esta es la definición del símbolo "set-builder" { _ : __ } ).

Pero {x:ψ(x)} = Ø , y por tanto :

para todo a, a ∉ {x:ψ(x)} ⇔ para todo a, ¬ψ(a) .

gracias mauro Eso es exactamente lo que estaba buscando. Nunca había visto la declaración a∈{x:ψ(x)} ⇔ ψ(a), ¿cómo es que esto no se toma explícitamente como un axioma en ZFC? ¿Recomiendas algún libro que profundice en este tema?
@EthanAlvaree: consulte, por ejemplo, Patrick Suppes, Teoría de conjuntos axiomática (1960 - reimpresión de Dover), página 34: no es un axioma de ZFC sino una definición general de un "operador" (el constructor de conjuntos ) utilizado en cualquier teoría de conjuntos,

@EthanAlvaree Supongo que consideras que psi es un predicado unario. Y que su declaración psi equivalente falsa significa: Para todo x: psi(x) es falso .

Si eso es lo que quieres decir, entonces casi por definición:

psi equivalente falso si y sólo si El conjunto de todas las x, que satisfacen psi, está vacío.